(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のコイルと、
前記コイルに電力を給電した場合に生じる磁束の通路となるコア部材とを備え、
前記複数のコイルは、それぞれ、絶縁材を挟んで重ね合わせた帯状の導体部材を、該導体部材の幅方向が該コイルの軸方向に沿うように巻回することによって構成され、
前記コア部材は、磁性体材料から成る線材であって、前記複数のコイルの外側に配置され、
前記コア部材の線材は、その長尺方向が、前記複数のコイルに交流電力を給電した場合に生じる磁束の方向に略沿って配置されていること
を特徴とするリアクトル。
【請求項２】
磁性体材料から成り、前記複数のコイルにおける最内径内に配置されるとともに前記コア部材と磁気結合する中心部コア部材をさらに備えること
を特徴とする請求項１に記載のリアクトル。
【請求項３】
前記複数のコイルは、絶縁材を挟んで重ね合わせた帯状の複数の導体部材を、該導体部材の幅方向が該コイルの軸方向に沿うように巻回することによって構成されること
を特徴とする請求項１または請求項２に記載のリアクトル。
【請求項４】
前記複数のコイルは、該コイルの径方向に積層されていること
を特徴とする請求項３に記載のリアクトル。
【請求項５】
前記複数のコイルは、該コイルの軸方向に積層されること
を特徴とする請求項１または請求項２に記載のリアクトル。
【請求項６】
前記コア部材の線材は、当該リアクトルに給電される交流電力における周波数に対する表皮厚みの１／３以下の線径であること
を特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のリアクトル。
【請求項７】
前記複数のコイルは、３個であって、３相商用交流用であること
を特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載のリアクトル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、電子回路や電気回路等に好適に、特に電力系統により好適に用いられるリアクトルに関する。
【背景技術】
【０００２】
リアクトルは、回路にリアクタンスを導入することを目的とした、例えば巻き線を利用した、受動素子であり、例えば、力率改善回路における高調波電流の防止、電流型インバータやチョッパ制御における電流脈動の平滑化およびコンバータにおける直流電圧の昇圧等の様々な電子回路や電気回路等に用いられている。そして、電力系統では、リアクトルは、進相無効電流を補償し、受電端電圧の上昇を抑制するための分路リアクトル、短絡容量を抑制すべく系統のインピーダンスを高めるための直列リアクトル（限流リアクトル）および１線地絡時に発生する事故電流を消滅させるための消弧リアクトル（中性点リアクトル）等に用いられる。
【０００３】
リアクトルは、コイルと、前記コイルに電源を印加することによって生じる磁束の通路となる鉄心（コア部材）とを備えて構成される。この鉄心には、例えば、周方向に磁性鋼板を積層して一体化した円板形状のブロック鉄心（鉄心パケット、放射状ブロック鉄心、ラジアルコア）を複数個、軸方向に積み重ねたもの（例えば特許文献１、特許文献２および特許文献３参照）が用いられる。より具体的には、例えば、幅の異なる薄鉄板を順次積層して断面が扇形のサブブロックを形成し、これを複数個円形に並べて円筒状のブロック鉄心が形成される（例えば前記特許文献３参照）。
【０００４】
なお、リアクトルは、上記の通り、回路にリアクタンスを導入するための素子であり、基本的に１相当たり１巻線であるのに対し、変圧器は、１相当たり２巻線以上であり、リアクトルと変圧器とは、異なるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭５７−０４９２１３号公報
【特許文献２】特開昭５９−２２９８０９号公報
【特許文献３】特開２００５−３４７５３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、従来のリアクトルでは、上述のしたように、幅の異なる薄鉄板を順次積層して断面が扇形のサブブロックを形成し、これを複数個円形に並べることによってブロック鉄心を製造していたので、リアクトルの製造に工数がかかり、リアクトルの低コスト化が容易ではなかった。
【０００７】
本発明は、上述の事情に鑑みて為された発明であり、その目的は、より容易に製造することができるリアクトルを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、種々検討した結果、上記目的は、以下の本発明により達成されることを見出した。すなわち、本発明の一態様にかかるリアクトルは、複数のコイルと、前記コイルに電力を給電した場合に生じる磁束の通路となるコア部材とを備え、前記複数のコイルは、それぞれ、絶縁材を挟んで重ね合わせた帯状の導体部材を、該導体部材の幅方向が該コイルの軸方向に沿うように巻回することによって構成され、前記コア部材は、磁性体材料から成る線材であって、前記複数のコイルの外側に配置されていることを特徴とする。そして、このような構成のリアクトルにおいて、好ましくは、前記複数のコイルは、前記コア部材に内包されていることである。
【０００９】
この構成によれば、コア部材が線材であって、複数のコイルの外側に配置されているので、線材を巻き回すことによってコア部材を形成することができるから、より容易に製造することができる。この結果、より高い生産性を得ることが可能となり、低コスト化が可能となる。
【００１０】
そして、上述のリアクトルにおいて、前記コア部材の線材は、その長尺方向が、前記複数のコイルに交流電力を給電した場合に生じる磁束の方向に略沿って配置されていることを特徴とする。
【００１１】
コア部材の線材は、交流電力が給電されたコイルによって形成される磁束と交差する回数が多くなるほどその磁気抵抗が大きくなる。このため、コア部材の線材は、その長尺方向が前記磁束の方向に可能な限り沿っていることが好ましい。このような構成では、コア部材の線材は、その長尺方向が前記磁束の方向に略沿って配置されているので、前記磁束と交差する回数が低減され、磁気抵抗が低減される。前記略沿うとは、コア部材の線材における長尺方向が前記磁束の方向に実質的に沿っていることであり、コア部材の線材における長尺方向と前記磁束の方向とが成す角θが−１０゜≦θ≦＋１０゜である場合を言い、好ましくは、−７゜≦θ≦＋７゜であり、より好ましくは−５゜≦θ≦＋５゜である。
【００１２】
また、他の一態様では、これら上述のリアクトルにおいて、磁性体材料から成り、前記複数のコイルにおける最内径内に配置されるとともに前記コア部材と磁気結合する中心部コア部材をさらに備えることを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、中心部コア部材を備えるので、この中心部コア部材を複数のコイルの巻き芯とするとともに、前記コア部材の線材の巻き芯とすることによって、高い生産性を得ることが可能となる。
【００１４】
また、他の一態様では、これら上述のリアクトルにおいて、前記複数のコイルは、絶縁材を挟んで重ね合わせた帯状の複数の導体部材を、該導体部材の幅方向が該コイルの軸方向に沿うように巻回することによって構成されることを特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、複数のコイルは、１回の巻回工程で製造することができるから、このような構成のリアクトルは、その製造が容易となる。
【００１６】
また、他の一態様では、上述のリアクトルにおいて、前記複数のコイルは、該コイルの径方向に積層されていることを特徴とする。
【００１７】
この構成によれば、複数のコイルは、径方向に重ねられるので、高さ（厚さ）を低減したリアクトルを提供することができる。
【００１８】
また、他の一態様では、これら上述のリアクトルにおいて、前記複数のコイルは、該コイルの軸方向に積層されることを特徴とする。
【００１９】
この構成によれば、複数のコイルは、軸方向に重ねられるので、径の大きさを低減したリアクトルを提供することができる。
【００２０】
また、他の一態様では、これら上述のリアクトルにおいて、前記コア部材の線材は、当該リアクトルに給電される交流電力における周波数に対する表皮厚みの１／３以下の線径であることを特徴とする。
【００２１】
この構成によれば、線材の線径が交流電力の周波数に対する表皮厚みの３分の１以下であるので、このような構成のリアクトルは、渦電流損を低減することができる。なお、表皮厚みδは、交流電力の角周波数をωとし、線材の透磁率をμとし、線材の電気伝導率をρとする場合に、一般に、δ＝（２／ωμρ）１／２である。
【００２２】
また、他の一態様では、これら上述のリアクトルにおいて、前記複数のコイルは、３個であって、３相商用交流用であることを特徴とする。そして、このような構成のリアクトルにおいて、前記コア部材の線材は、５０Ｈｚや６０Ｈｚの商用交流周波数に応じた所定の線径であることが好ましい。
【００２３】
この構成によれば、３相商用交流用のリアクトルが提供される。そして、コア部材の線材が商用交流周波数に応じた所定の線径に設定されることで、より好適に、３相商用交流用のリアクトルが提供される。
【発明の効果】
【００２４】
本発明にかかるリアクトルは、より容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】第１実施形態におけるリアクトルの構成を示す上面図（底面図）である。
【図２】第１実施形態におけるリアクトルの構成を示す断面図である。
【図３】第１実施形態におけるリアクトルの製造方法における、中心部コア部材の準備工程を説明するための図である。
【図４】第１実施形態におけるリアクトルの製造方法における、複数のコイルの形成工程を説明するための図である。
【図５】第１実施形態におけるリアクトルの製造方法における、線材によるコア部材の形成工程を説明するための図である。
【図６】図５に示すコア部材の形成工程における線材の巻き方を説明するための図である。
【図７】コア部材の線材の長尺方向と磁束の方向との関係を説明するための図である。
【図８】第１実施形態のリアクトルにおける中心部コア部材の変形形態を示す図である。
【図９】第２実施形態におけるリアクトルの構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明にかかる実施の一形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、適宜、その説明を省略する。また、本明細書において、総称する場合には添え字を省略した参照符号で示し、個別の構成を指す場合には添え字を付した参照符号で示す。
【００２７】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態におけるリアクトルの構成を示す上面図（底面図）である。図２は、第１実施形態におけるリアクトルの構成を示す断面図である。図２（Ａ）は、図１に示すＡＡ線における縦断面図であり、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）に示すＢＢ線における横断面図である。図３ないし図６は、第１実施形態におけるリアクトルの製造方法を説明するための図である。図３は、中心部コア部材の準備工程を示し、図４は、複数のコイルの形成工程を示し、図５は、線材によるコア部材の形成工程を示す。図３ないし図５の各図において、その（Ａ）は、縦断面図であり、その（Ｂ）は、上面図（底面図）である。そして、図６は、コア部材の形成工程における線材の巻き方を説明するための図である。また、図７は、コア部材の線材の長尺方向と磁束の方向との関係を説明するための図である。
【００２８】
図１および図２において、この第１実施形態のリアクトルＤａは、複数のコイル１と、前記コイル１に電力を給電した場合に生じる磁束の通路となるコア部材２とを備えて構成されている。
【００２９】
複数のコイル１は、本実施形態では、例えば、絶縁材（図略）を挟んで重ね合わせた帯状の複数の長尺な導体部材を、該導体部材の幅方向が該コイル１の軸方向に沿うように巻回することによって構成されて成る。このような帯状の長尺な導体部材は、シート形状、リボン形状あるいはテープ形状であり、幅（幅方向の長さ）Ｗに対する厚さ（厚み方向の長さ）ｔが１未満である（０＜ｔ／Ｗ＜１）。
【００３０】
複数のコイル１は、任意の個数、例えば、リアクトルＤａの使用によって適宜に設計される個数でよい。例えば、複数のコイル１は、当該リアクトルＤａに給電される交流電力の相数に応じた個数である。複数のコイル１は、例えば、絶縁材を挟んで重ね合わせた２個の帯状の導体部材から構成されて成り、リアクトルＤａは、２相の交流電力用とされる。あるいは、複数のコイル１は、例えば、絶縁材を挟んで重ね合わせた３個の帯状の導体部材で構成されて成り、リアクトルＤａは、３相の交流電力用とされる。
【００３１】
本実施形態では、図２（Ｂ）に示すように、複数のコイル１は、３個のコイル１１ｕ、１１ｖ、１１ｗを備えて構成され、３相商用交流用とされている。第１コイル１１ｕは、３相交流のＵ相用であり、その他方端１１ｂｕは、接続端子としてコア部材２の外部へ引き出され、３相商用交流電源に接続する場合には、３相交流におけるＵ相の電線（ライン）に接続される。第２コイル１１ｖは、３相交流のＶ相用であり、その他方端１１ｂｖは、接続端子としてコア部材２の外部へ引き出され、３相商用交流電源に接続する場合には、３相交流におけるＶ相の電線（ライン）に接続される。第３コイル１１ｗは、３相交流のＷ相用であり、その他方端１１ｂｗは、接続端子としてコア部材２の外部へ引き出され、３相商用交流電源に接続する場合には、３相交流におけるＷ相の電線（ライン）に接続される。そして、これら第１ないし第３コイル１１ｕ、１１ｖ、１１ｗは、Ｙ結線されている。すなわち、第１コイル１１ｕの一方端１１ａｕ、第２コイル１１ｖの一方端１１ａｖおよび第３コイル１１ｗの一方端１１ａｗは、互いに接続されており、３相商用交流電源に接続する場合には、その接続点１１ｏは、中性点として接地される。このように接続されることで、本実施形態では、３相商用交流用のリアクトルＤａが提供され、このリアクトルＤａには、３相商用交流電力が給電される。なお、図２（Ｂ）に示す例では、これら第１ないし第３コイル１１ｕ、１１ｖ、１１ｗは、Ｙ結線されたが、△結線されてもよい。
【００３２】
コア部材２は、コイル１に電力を給電した場合に生じる磁束の通路となる部材であって、磁性体材料から成る線材であり、複数のコイル１の外側に配置される。このような構成では、コイル１に電力を給電した場合に生じる磁束は、軸方向におけるコイル１の一方端部からコア部材２を通って、軸方向におけるコイル１の他方端部へ環流する。磁性体材料は、例えば、純鉄および鉄基合金（Ｆｅ−Ａｌ合金、Ｆｅ−Ｓｉ合金、センダスト、パーマロイ等）等であり、圧延加工や引き抜き加工等によって線材に加工される。
【００３３】
より具体的には、図１および図２に示す例では、コア部材２は、複数のコイル１を内包する構造である。このような構造は、例えば、複数のコイル１を内に包み込むように、コア部材２の線材を糸や毛糸の鞠（毬）のように巻き回すことによって形成される。この第１実施形態のリアクトルＤａは、複数のコイル１全体が一体としてコア部材２の線材で囲まれており、いわゆるポット型となっている。
【００３４】
そして、コア部材２は、任意の所定の断面形状であってよいが、複数のコイル１の各導体部材における渦電流損を低減するために、複数のコイル１における軸を含む断面形状は、図２（Ａ）に示すように、略矩形であることが好ましい。より具体的には、コイル１の軸方向におけるコイル１の一方端部に対向するコア部材２の一方内面と前記軸方向におけるコイル１の他方端部に対向するコア部材２の他方内面とは、コイル１の前記一方端部および前記他方端部の各端部を少なくとも覆う領域では、略平行であることが好ましい。コア部材２は、線材を巻き回すことによって形成されることから、コア部材２の内面は、凹凸形状を呈するが、その平均的な面（平均面）を前記内面と定義すればよい。このような矩形状のコア部材２における内部空間では、磁束の方向が軸方向に略沿って形成されるので、複数のコイル１の導体部材は、この内部空間の磁束の方向に略沿うように配置されることになり、このような構成のリアクトルＤａは、複数のコイル１における導体部材の渦電流損を低減することができる。
【００３５】
そして、第１実施形態のリアクトルＤａは、図１および図２に示すように、磁性体材料から成り、複数のコイル１における最内径内に配置されるとともにコア部材２の線材と磁気的に結合する中心部コア部材３をさらに備えている。この中心部コア部材３は、その両端面（上面および底面）がコア部材２の外部に臨む長さ（高さ）の中実円柱形状であり、その軸方向の両端部における周面に断面半円形状の凹部ＤＰが該周面を１周するように形成されている。
【００３６】
このような中心部コア部材３は、例えば、等方性を有し、仕様等に応じた所定の磁気特性（透磁率）を有しており、上述のような所望の形状の成形容易性の観点から、軟磁性体粉末を形成したものであることが好ましい。このような構成のリアクトルＤａは、容易に中心部コア部材３を形成することができ、その鉄損も低減することができる。さらに、この中心部コア部材３は、軟磁性体粉末と非磁性体粉末との混合物を成形したものであることがより好ましい。軟磁性体粉末と非磁性体粉末との混合率比を比較的容易に調整することができ、前記混合比率を適宜に調整することによって、中心部コア部材３における前記所定の磁気特性を容易に実現することが可能となる。
【００３７】
この軟磁性体粉末は、強磁性の金属粉末であり、より具体的には、例えば、純鉄粉、鉄基合金粉末（Ｆｅ−Ａｌ合金、Ｆｅ−Ｓｉ合金、センダスト、パーマロイ等）およびアモルファス粉末、さらには、表面にリン酸系化成皮膜などの電気絶縁皮膜が形成された鉄粉等が挙げられる。これら軟磁性体粉末は、公知の手段、例えば、アトマイズ法等によって微粒子化する方法や、酸化鉄等を微粉砕した後にこれを還元する方法等によって製造することができる。また、一般に、透磁率が同一である場合に飽和磁束密度が大きいので、軟磁性粉末は、例えば上記純鉄粉、鉄基合金粉末およびアモルファス粉末等の金属系材料であることが特に好ましい。
【００３８】
このような軟磁性体粉末に基づく中心部コア部材３は、例えば、圧粉形成等の公知の常套手段によって形成することができる。
【００３９】
なお、小型化の観点から、中心部コア部材３は、コア部材２の線材の透磁率よりも高い透磁率である材料から形成されることが好ましい。
【００４０】
このようなリアクトルＤａは、例えば、次の各工程によって製造することができる。まず、図３に示すように、両端部の各周面に前記凹部ＤＰ（ＤＰ−１、ＤＰ−２）を有する中実円柱形状の中心部コア部材３が用意される。また、所定の厚さｔを有するとともに絶縁被覆された帯状の導体部材がコイルの個数だけ用意され、これら絶縁被覆された複数の導体部材が順次に重ね合わせられる。以下では、図１および図２に示す例のリアクトルＤａを製造すべく、導体部材が３個として説明する。もちろん、各工程は、任意の個数の導体部材であっても同様に実施することができる。このような帯状の導体部材は、例えば、カプトンテープで絶縁した厚さｔ０．２ｍｍであって幅１９ｍｍである銅テープを一例として挙げることができる。銅以外にも、アルミニウム等の導体金属を用いることもできる。
【００４１】
続いて、この重ね合わせた３個の導体部材（重ね合わせ導体部材）の一方端が、導体部材（重ね合わせ導体部材）の幅方向を中心部コア部材３の軸方向に合わせて、中心部コア部材３における前記両凹部ＤＰ−１、ＤＰ−２に挟まれた周面に取り付けて巻き始められ、図４に示すように、中心部コア部材３に所定の回数だけ巻き回される。これによって、中心部コア部材３に巻き回され、各導体部材の幅方向がコイル１の軸方向に沿うように巻回した３個のコイル１が形成される。このように複数のコイル１は、実質的に径方向に重ねられている。なお、重ね合わせ導体部材の前記各一方端は、上述のように、Ｙ結線される。あるいは、重ね合わせ導体部材の前記各一方端には、それぞれの導体部材から図略の接続用の導体線がそれぞれ引き出されて、これらが上述のようにＹ結線されてもよい。
【００４２】
続いて、図５に示すように、コア部材２の線材ＷＬが、複数のコイル１を包み込むように、糸や毛糸の鞠（毬）のように巻き回される。より具体的には、例えば、図６に示すように、一方面（上面）において、コア部材２の線材ＷＬが複数のコイル１の最外周における所定の第１位置から径方向に略沿って中心部へ延長され（１）、その中心部付近では、中心部コア部材３の凹部ＤＰ−１に引っかけられて所定の角度、例えば、約９０゜曲げられ、中心部から径方向に略沿って前記最外周における所定の第２位置へ延長され（２）、複数のコイル１の最外周面を沿い、他方面（下面）へ延長される。そして、他方面（下面）において、前記一方面（上面）と同様に、コア部材２の線材ＷＬが複数のコイル１の最外周における所定の第２位置（前記一方面の所定の第２位置に対応する前記他方面における位置）から径方向に略沿って中心部へ延長され（２）、その中心部付近では、中心部コア部材３の凹部ＤＰ−２に引っかけられて所定の角度、例えば、約９０゜曲げられ、中心部から径方向に略沿って前記最外周における所定の第３位置へ延長され（３）、複数のコイル１の最外周面を沿い、一方面（上面）へ延長される。以下同様に、一方面と他方面とでコア部材２の線材ＷＬが複数のコイル１における最外周をその全周に亘るように巻き回される。好ましくは、コア部材２の線材ＷＬによって複数のコイル１が外部から見えなくなるまで、コア部材２の線材ＷＬが巻き回される。この線材Ｗｌは、重なってもよい。また、コア部材２の線材ＷＬは、より確実に中心部コア部材３と磁気的に結合するように、中心部コア部材３と点で接触（点接触）するのではなく、所定の長さに亘って線分で接触（線接触）していることが好ましい。線接触する前記線分の長さが長いほど、コア部材２の線材ＷＬと中心部コア部材３との磁気結合は、強くなる。なお、重ね合わせ導体部材の他方端には、それぞれの導体部材から図略の接続用の導体線がそれぞれ引き出され、さらにコア部材２の外部へ引き出される。
【００４３】
これによって、複数のコイル１を内に包み込むように、コア部材２の線材ＷＬを糸や毛糸の鞠（毬）のように巻き回したいわゆるポット型のリアクトルＤａが作製される。そして、このように作製されたリアクトルＤａにおいて、３個のコイル１には、３相商用交流電力が給電される。
【００４４】
ここで、コイル１に交流電力が給電されると、このコイル１によって形成される磁場の磁束Ｂは、図７に矢符で示すように、コイル１の軸方向では、この軸方向に沿い、そして、コイル１の径方向ではこの径方向に沿う。コア部材２の線材ＷＬは、交流電力が給電されたコイル１によって形成される磁束と交差する回数が多くなるほどその磁気抵抗が大きくなる。このため、コア部材２の線材ＷＬは、その長尺方向が前記磁束Ｂの方向に可能な限り沿っていることが好ましい。コア部材２の線材ＷＬを上述のように巻き回す場合では、複数のコイル１の径（外径）の大きさ、中心部コア部材３の径（外径、図１および図２に示す例では前記凹部ＤＰ部分の外径）の大きさおよび線材ＷＬの線径の大きさに基づいて、コア部材２の線材ＷＬの長尺方向が前記磁束Ｂの方向に可能な限り沿うように、中心部コア部材３で線材ＷＬを曲げる前記所定の角度を設定することが好ましい。もちろん、このような場合でも線材ＷＬは、上述したように中心部コア部材３と線接触していることが好ましい。このように第１実施形態のリアクトルＤａでは、上述のように巻き回すことによって、コア部材２の線材ＷＬは、その長尺方向が、コイル１に交流電力を給電した場合に生じる磁束の方向に略沿って配置される。このため、本実施形態のリアクトルＤａでは、コア部材２の線材ＷＬは、前記磁束Ｂと交差する回数が低減され、磁気抵抗が低減される。前記略沿うとは、コア部材２の線材ＷＬにおける長尺方向が前記磁束Ｂの方向に実質的に沿っていることであり、コア部材２の線材ＷＬにおける長尺方向と前記磁束Ｂの方向とが成す角θが−１０゜≦θ≦＋１０゜である場合を言い、好ましくは、−７゜≦θ≦＋７゜であり、より好ましくは−５゜≦θ≦＋５゜である。
【００４５】
以上説明したように、本実施形態のリアクトルＤａは、コア部材２が線材ＷＬであって、複数のコイル１の外側に配置されているので、線材ＷＬを巻き回すことによってコア部材２を形成することができるから、より容易に製造することができる。この結果、より高い生産性を得ることが可能となり、本実施形態のリアクトルＤａは、低コスト化が可能となる。
【００４６】
また、本実施形態のリアクトルＤａでは、コア部材２に磁歪振動が発生することが考えられるが、コア部材２が線材ＷＬによって形成され、線材ＷＬがリアクトルＤａ全体として様々な方向に向いて巻き回されているので、コア部材２全体として前記磁歪振動を緩和することが可能となる。
【００４７】
また、本実施形態のリアクトルＤａでは、中心部コア部材３を備えるので、この中心部コア部材３を複数のコイル１の巻き芯とするとともに、コア部材２の線材ＷＬの巻き芯とすることによって、高い生産性を得ることが可能となる。
【００４８】
また、本実施形態のリアクトルＴｒａでは、複数のコイル１は、絶縁材を挟んで重ね合わせた帯状の複数の導体部材を巻回することによって構成されるので、１回の巻回工程で複数のコイル１を構成することができるから、このような構成のリアクトルＤａは、その製造が容易となる。
【００４９】
ここで、複数のコイル１は、３個のコイル１１ｕ、１１ｖ、１１ｗが径方向に積層されて構成されてもよい。このように構成することによって、高さ（厚さ）を低減したリアクトルが提供される。
【００５０】
なお、上述のリアクトルＴｒａにおいて、中心部コア部材３は、上述の両端部の周面に凹部ＤＰを有する円柱形状だけでなく、様々な形状を取り得る。図８は、第１実施形態のリアクトルにおける中心部コア部材の変形形態を示す図である。図８（Ａ）は、その第１変形形態の構成を示し、図８（Ｂ）は、その第２変形形態の構成を示し、図８（Ｃ）は、その第３変形形態の構成を示し、図８（Ｄ）は、その第４変形形態の構成を示す。
【００５１】
第１変形形態の中心部コア部材３１は、図８（Ａ）に示すように、中実の円柱部材３１１と、この円柱部材３１１の両端部にそれぞれ形成されたフランジ部材３１２とを備えて構成され、前記フランジ部材３１２は、それぞれ、所定の厚さを有し、その最外周面に断面半円形状の凹部が該周面を１周するように形成されている。このような構成の中心部コア部材３１では、コア部材２の線材ＷＬは、前記フランジ部材３１２の各凹部に引っかけて巻き回される。
【００５２】
また、第２変形形態の中心部コア部材３２は、図８（Ｂ）に示すように、中実の円柱部材３２１と、この円柱部材３２１の両端面に形成された、円柱部材３２１の径よりも小さい第１円板部材３２２とを備えて構成される。前記第１円板部材３２２は、任意の個数でよく、図８（Ｂ）に示す例では、２個である。これら２個の第１円板部材３２２−１、３２２−２は、互いに異なる径であって積層されており、その径は、積層方向（軸方向）の外側（円柱部材３２１の端面から離れる方向）へ向かうほど順次に小さくなっている。なお、前記第１円板部材３２２は、円柱部材３２１と一体に形成されてもよい。このような構成の中心部コア部材３２では、コア部材２の線材ＷＬは、第１円板部材３２２に引っかけて巻き回される。
【００５３】
また、第３変形形態の中心部コア部材３３は、図８（Ｃ）に示すように、中実の円柱部材３３１と、この円柱部材３３１の両端面に形成された、円柱部材３３１の径よりも大きい第２円板部材３３２とを備えて構成される。前記第２円板部材３３２は、任意の個数でよく、図８（Ｃ）に示す例では、２個である。これら２個の第２円板部材３３２−１、３３２−２は、互いに異なる径であって積層されており、その径は、積層方向（軸方向）の外側（円柱部材３３１の端面から離れる方向）へ向かうほど順次に大きくなっている。なお、前記第２円板部材３３２は、円柱部材３３１と一体に形成されてもよい。このような構成の中心部コア部材３３では、コア部材２の線材ＷＬは、前記第２円板部材３３２に引っかけて巻き回される。
【００５４】
このような構造の中心部コア部材３１〜３３では、フランジ部材３１２や第１円板部材３２２や第２円板部材３３２を備えるので、コア部材２の線材ＷＬが引っかけられる中心部コア部材３１〜３３の径を変えることができるので、前記線材ＷＬの長尺方向を前記磁束の方向に略沿わせるための設計が容易となる。
【００５５】
また、中心部コア部材３３では、第２円板部材３３２の径が積層方向の外側へ向かうほど順次に大きくなっているので、内側の第２円板部材３３２（例えば第２円板部材３３２−１）に引っかけられた線材ＷＬを外側の第２円板部材３３２（上記例では第２円板部材３３２−２）でおさえること（保持すること）ができるので、コア部材２の形状を安定的に維持することが可能となる。
【００５６】
また、第４変形形態の中心部コア部材３４は、図８（Ｄ）に示すように、その両端面（上面および底面）がコア部材２の外部に臨まない長さ（高さ）の中実円柱形状である。例えば、中心部コア部材３４の高さは、複数のコイル１の幅方向の長さに略等しい。
【００５７】
このような構造の中心部コア部材３４では、中心部コア部材３４の両端面上にもコア部材２が配置される。コア部材２の線材ＷＬが密に巻き回される場合では、コア部材２は、完全に複数のコイル１を内包することができる。
【００５８】
次に、別の実施形態について説明する。
【００５９】
（第２実施形態）
図９は、第２実施形態におけるリアクトルの構成を示す断面図である。第１実施形態におけるリアクトルＤａでは、複数のコイル１は、実質的に径方向に積層されたが、第２実施形態におけるリアクトルＤｂでは、図９に示すように、複数のコイル１２は、該コイル１２の軸方向に積層されるものである。したがって、第２実施形態のリアクトルＤｂにおけるコア部材２および中心部コア部材３は、第１実施形態のリアクトルＤａにおけるコア部材２および中心部コア部材３と同様であるので、その説明を省略する。
【００６０】
この第２実施形態のリアクトルＤｂにおける複数のコイル１２は、それぞれ、絶縁材を挟んで重ね合わせた帯状の導体部材を、該導体部材の幅方向が該コイル１２の軸方向に沿うように巻回することによって構成され、そして、複数のコイル１２は、これらが軸方向に積層されて構成される。図９に示す例では、複数のコイル１２は、３個のコイル１２−１、１２−２、１２−３を備えて構成されている。コイル１２−１、１２−２、１２−３は、それぞれ、絶縁材を挟んで重ね合わせた帯状の導体部材を、該導体部材の幅方向が該コイル１２の軸方向に沿うように巻回することによって構成されている。そして、これらコイル１２−１、１２−２、１２−３は、その軸方向に積層されている。
【００６１】
このような構成の第２実施形態におけるリアクトルＤｂも、第１実施形態におけるリアクトルＤａと同様な作用効果を有する。
【００６２】
なお、これら第１および第２実施形態のリアクトルＤ（Ｄａ、Ｄｂ）において、前記コア部材２の線材ＷＬは、当該リアクトルＤに給電される交流電力における周波数に対する表皮厚みの１／３以下の線径であることが好ましい。このような構成では、線材ＷＬの線径が交流電力の周波数に対する表皮厚みの３分の１以下であるので、このような構成のリアクトルＤは、渦電流損を低減することができる。なお、表皮厚みδは、交流電力の角周波数をωとし、線材の透磁率をμとし、線材の電気伝導率をρとする場合に、一般に、δ＝（２／ωμρ）１／２である。
【００６３】
また、これら第１および第２実施形態のリアクトルＤにおいて、リアクトルＤに３相商用交流電力が給電される場合には、コア部材２の線材ＷＬは、５０Ｈｚや６０Ｈｚの商用交流周波数に応じた所定の線径であることが好ましい。このようにコア部材２の線材ＷＬが商用交流周波数に応じた所定の線径に設定されることで、より好適に、３相商用交流用のリアクトルＤが提供される。
【００６４】
また、これら第１および第２実施形態のリアクトルＤにおいて、中心部コア部材３は、当該リアクトルＴｒに給電される交流電力における周波数に対する表皮厚み以上の肉厚を持つ中空の円筒コア部材であってもよい。このような中空の円筒コア部材では、その中空部分に冷却用の例えば空気や油等の媒体を流すことによってリアクトルＤを冷却することができる。
【００６５】
また、これら第１および第２実施形態のリアクトルＤにおいて、中心部コア部材３は、その周方向に沿って複数に分割された複数の分割コア部材であってもよい。このような構成によっても本実施形態のリアクトルＤを構成することも可能である。
【００６６】
また、これら第１および第２実施形態のリアクトルＤにおいて、前記コア部材２の線材ＷＬは、１本でもよいが、複数に分割されていてもよい。このような複数の線材ＷＬによって前記コア部材２を形成する場合には、線材ＷＬ（ＷＬ１）を１本で上述のように巻き回し、その巻き回しの途中で他の１本の線材ＷＬ（ＷＬ２）に変えて上述のように巻き回す第１方法や、複数本の線材ＷＬ（ＷＬ３）で上述のように巻き回す第２方法によって前記コア部材２を形成することができる。前記第２方法では、複数本の線材ＷＬ３を平行に揃えて樹脂で固めたり、緩くよったりしたものを用いることが可能である。
【００６７】
本実施形態のリアクトルＤでは、コア部材２の線材ＷＬは、その長尺方向がコイル１に交流電力を給電した場合に生じる磁束の方向に略沿って配置されるが、前記線材ＷＬの長尺方向が前記磁束の方向に完全に揃っていない場合には、前記線材ＷＬに前記磁束によって誘導起電力が生じるが、このように複数の線材ＷＬによって前記コア部材２を構成した場合では、前記線材ＷＬに生じる前記誘導起電力による前記線材ＷＬの両端部における電位差が比較的小さくすることができる。
【００６８】
本発明を表現するために、上述において図面を参照しながら実施形態を通して本発明を適切且つ十分に説明したが、当業者であれば上述の実施形態を変更および／または改良することは容易に為し得ることであると認識すべきである。したがって、当業者が実施する変更形態または改良形態が、請求の範囲に記載された請求項の権利範囲を離脱するレベルのものでない限り、当該変更形態または当該改良形態は、当該請求項の権利範囲に包括されると解釈される。
【符号の説明】
【００６９】
Ｄ、Ｄａ、Ｄｂ  リアクトル
ＷＬ  線材
１、１１、１２  コイル
２、２１  コア部材
３、３１〜３４  中心部コア部材
【図１】
0005399317.tif 000002
【図２】
0005399317.tif 000003
【図３】
0005399317.tif 000004
【図４】
0005399317.tif 000005
【図５】
0005399317.tif 000006
【図６】
0005399317.tif 000007
【図７】
0005399317.tif 000008
【図８】
0005399317.tif 000009
【図９】
0005399317.tif 000010